5G belaidžiu būdu perduoda informaciją per elektromagnetinį spektrą, ypač radijo spektrą. Radijo spektre yra įvairių dažnių juostų lygių, kai kurie iš jų naudojami šiai naujos kartos technologijai.
Kadangi 5G dar tik pradedamas diegti ir dar nepasiekiamas visose šalyse, galite girdėti apie 5G pralaidumo spektrą, spektro aukcionus, mmWave 5G ir kt.
Nesijaudinkite, jei tai painu. Viskas, ką jums tikrai reikia žinoti apie 5G dažnių juostas, yra tai, kad skirtingos įmonės duomenims perduoti naudoja skirtingas spektro dalis. Vienos spektro dalies naudojimas per kitą turi įtakos ir ryšio greičiui, ir atstumui, kurį jis gali įveikti. Daug daugiau apie tai toliau.
5G spektro apibrėžimas
Radijo bangų dažniai svyruoja nuo 3 kilohercų (kHz) iki 300 gigahercų (GHz). Kiekviena spektro dalis turi dažnių diapazoną, vadinamą juosta, kuri vadinama konkrečiu pavadinimu.
Kai kurie radijo spektro juostų pavyzdžiai yra ypač žemo dažnio (ELF), itin žemo dažnio (ULF), žemo dažnio (LF), vidutinio dažnio (MF), itin aukšto dažnio (UHF) ir itin aukšto dažnio (EHF).
Viena radijo spektro dalis turi aukštų dažnių diapazoną nuo 30 GHz iki 300 GHz (EHF juostos dalis) ir dažnai vadinama milimetrų juosta (nes jos bangų ilgiai svyruoja nuo 1 iki 10 mm). Todėl bangos ilgiai šioje juostoje ir aplink ją vadinami milimetrinėmis bangomis (mmWaves). „mmWaves“yra populiarus 5G pasirinkimas, bet taip pat naudojamas tokiose srityse kaip radijo astronomija, telekomunikacijos ir radiolokaciniai ginklai.
Kita radijo spektro dalis, naudojama 5G ryšiui, yra UHF, kuri spektre yra žemesnė nei EHF. UHF juostos dažnių diapazonas yra nuo 300 MHz iki 3 GHz, ji naudojama viskam – nuo TV transliacijų ir GPS iki „Wi-Fi“, belaidžių telefonų ir „Bluetooth“.
1 GHz ir aukštesni dažniai taip pat vadinami mikrobanginiais, o dažniai nuo 1 iki 6 GHz dažnai vadinami „mažesnio nei 6 GHz“spektro dalimi.
Dažnis lemia 5G greitį ir galią
Visos radijo bangos sklinda šviesos greičiu, bet ne visos bangos su aplinka reaguoja taip pat arba elgiasi taip pat, kaip kitos bangos. Tai konkretaus 5G bokšto naudojamo dažnio bangos ilgis, kuris tiesiogiai veikia jo perdavimo greitį ir atstumą.
- Greitesnis greitis.
- Trumpesni atstumai.
- Lėtesnis greitis.
- Ilgesni atstumai.
Bangos ilgis yra atvirkščiai proporcingas dažniui (t. y. aukštų dažnių bangos ilgiai yra trumpesni). Pavyzdžiui, 30 Hz (žemo dažnio) bangos ilgis yra 10 000 km (daugiau nei 6 000 mylių), o 300 GHz (aukštas dažnis) yra tik 1 mm.
Kai bangos ilgis yra tikrai trumpas (pvz., dažniai aukštesniame spektro gale), bangos forma yra tokia maža, kad gali būti lengvai iškraipyta. Štai kodėl tikrai aukšti dažniai negali nukeliauti taip toli, kaip žemesni.
Greitis yra dar vienas veiksnys. Pralaidumas matuojamas pagal skirtumą tarp aukščiausio ir žemiausio signalo dažnio. Kai judate aukštyn radijo spektru, kad pasiektumėte aukštesnes juostas, dažnių diapazonas yra didesnis, todėl padidėja pralaidumas (t. y. gaunate didesnį atsisiuntimo greitį).
Kodėl 5G spektras svarbus
Kadangi 5G ląstelių naudojamas dažnis diktuoja greitį ir atstumą, paslaugų teikėjui (pvz., „Verizon“ar „AT&T“) svarbu naudoti dalį spektro, apimantį dažnius, kurie naudingi atliekamam darbui.
Pavyzdžiui, milimetrinės bangos, kurios yra aukšto dažnių juostos spektre, turi pranašumą, nes gali perduoti daug duomenų. Tačiau aukštesnių dažnių juostų radijo bangas taip pat lengviau sugeria ore, medžiuose ir šalia esančiuose pastatuose esančios dujos. Todėl mmbangos yra naudingos tankiai supakuotuose tinkluose, bet ne tokios naudingos perduodant duomenis dideliais atstumais (dėl slopinimo).
Dėl šių priežasčių iš tikrųjų nėra juodai b alto „5G spektro“– galima naudoti skirtingas spektro dalis. 5G paslaugų teikėjas nori maksimaliai padidinti atstumą, sumažinti problemas ir gauti kuo didesnį pralaidumą. Vienas iš būdų, kaip apeiti milimetrinių bangų apribojimus, yra diversifikuoti ir naudoti žemesnes juostas.
Pavyzdžiui, 600 MHz dažnio pralaidumas yra mažesnis, bet kadangi jo ne taip lengvai veikia tokie dalykai kaip oro drėgmė, jis nepraranda galios taip greitai ir gali pasiekti 5G telefonus ir kt. 5G įrenginiai toliau, taip pat geriau prasiskverbia pro sienas, kad būtų užtikrintas priėmimas patalpose.
Palyginimui, žemo dažnio (LF) perdavimai nuo 30 kHz iki 300 kHz puikiai tinka dideliems atstumams, nes jų silpnumas yra mažas, todėl jų nereikia taip dažnai stiprinti dažnius. Jie naudojami tokiems dalykams kaip AM radijo transliavimas.
Paslaugų teikėjas gali naudoti aukštesnius 5G dažnius tose srityse, kuriose reikia daugiau duomenų, pavyzdžiui, populiariame mieste, kur naudojama daug įrenginių. Tačiau žemos juostos dažniai yra naudingi teikiant 5G prieigą prie daugiau įrenginių iš vieno bokšto ir vietovėse, kuriose nėra tiesioginio matymo linijos su 5G mobiliuoju ryšiu, pvz., kaimo bendruomenėse.
Štai keletas kitų 5G dažnių diapazonų (vadinamų kelių sluoksnių spektru):
- C-band: 2–6 GHz aprėpčiai ir talpai.
- Super duomenų sluoksnis: daugiau nei 6 GHz (pvz., 24–29 GHz ir 37–43 GHz) didelio pralaidumo srityse.
- Aprėpties sritis: mažesnis nei 2 GHz (pvz., 700 MHz), skirtas vidaus ir platesnėms aprėpties zonoms.
5G spektro naudojimas pagal operatorių
Ne visi paslaugų teikėjai naudoja tą pačią dažnių juostą 5G ryšiui. Kaip minėjome aukščiau, bet kurios 5G spektro dalies naudojimas turi privalumų ir trūkumų.
- T-Mobile: Naudojami žemos dažnių juostos (600 MHz) ir 2,5 GHz spektrai. „Sprint“buvo sujungtas su „T-Mobile“ir teigiama, kad turi daugiau spektro nei bet kuris kitas operatorius JAV, turintis tris spektro juostas: 800 MHz, 1,9 GHz ir 2,5 GHz.
- Verizon: jų 5G itin plačiajuosčio ryšio tinkle naudojamos milimetrinės bangos, ypač 28 GHz ir 39 GHz.
- AT&T: tankioms vietovėms naudojamas milimetrinių bangų spektras, o kaimo ir priemiesčio vietovėms – vidutinis ir žemas spektras.
5G spektras turi būti parduotas arba licencijuotas operatoriams, pavyzdžiui, aukcionuose, kad bet kuri įmonė galėtų naudoti konkrečią juostą. Tarptautinė telekomunikacijų sąjunga (ITU) reguliuoja radijo spektro naudojimą visame pasaulyje, o naudojimą namuose kontroliuoja įvairios reguliavimo institucijos, pvz., FCC JAV.
